《弹塑性理论》课程教学大纲

《弹塑性理论》课程教学大纲课程代码RL100112课程名称中文名弹塑性理论英文名Elastic andPlastic Mechanics课程类别专业选修课修读类别任选学分

2.0学时32（理论）开课学期第6学期开课单位工程力学系应用力学教研室适用专业材料科学与工程先修课程《理论力学》、《材料力学》后续有关专业课无程和教学环节主讲教师/职称郭树起/教授、张存/讲师考核方式及各环期末考试（100%）节所占比例教材及主要参考建议教材书《弹性力学简明教程》（第4版），徐芝纶编著，高等教育出版社，2013o《塑性力学引论》，王仁、黄文斌著，北京大学出版社，1992建议参考书

（1）《弹性力学》（第5版）上册，徐芝纶，高等教育出版社，2016o

（2）《弹塑性力学引论》，杨桂通，清华大学出版社，2004o

一、课程性质和目标《弹塑性理论》是材料科学与工程等类专业的一门专业选修课课程的基本任务是研究弹性体由于外力载荷或者温度改变，物体内部所产生的位移、变形和应力分布等，为解决工程结构的强度，刚度和稳定性问题做准备，但是并不直接作强度和刚度分析以及材料超过弹性范围后力学行为课程的目的和任务是使学生平面、空间问题和材料进入塑性后的力学分析方法，培养学时利用所学知识进行力学分析和设计的能力知识目标课程目标1:确立学习任务和方法，认识弹塑性理论的研究对象、研究方法、基本概念及基本假定课程目标2学习平面问题的基本理论，理解平面应力问题与平面应变问题的判定依据，建立平面问题的平衡微分方程、几何方程、物理方程及应力边界条件，利用微元体受力平衡给出物体内任意一点的应力状态，运用圣维南原理给出小边界上的应力边界条件，理解并应力函数求解弹性力学问题的过程课程目标3运用逆解法、半逆解法给出平面问题的直角坐标解答，运用逆解法及半逆解法计算矩形梁的纯弯曲问题、简支梁受均布荷载问题课程目标4学习空间问题的基本理论，理解并空间问题的平衡微分方程、几何方程物理方程及应力边界条件，利用微元体受力平衡给出物体内任意一点的应力状态课程目标5认识材料在简单拉压时的实验结果，理解并应力应变关系的简化模型，能够对简单弹塑性问题进行分析求解课程目标6认识梁的弹塑性分析过程，理解并塑性钱的概念能力目标课程目标7激发学生学习兴趣与动力，培养学生主动学习的能力

二、本课程所支撑的毕业要求1本课程所能支撑的毕业要求和课程目标的对应关系序毕业要求指标毕业要求指标点具体内容课程目标号点1毕业要求能针对复杂无机非金属材料工程问题，运用自然科课程目标

1、

2、4学、工程基础和专业知识，分析不同服役条件下材

3、

4、

5、

6、7oI

一、料的物理、力学和化学性能2毕业要求12-2针对个人或职业发展需求，具备终身学习的知识基课程目标

1、

2、础，具备自主学习的方法和能力

3、

4、

5、

6、72本课程内容与课程目标、毕业要求指标点的对应关系教学内容课程目标毕业要求指标点理论

1.绪论课程目标1毕业要求1・

3、12-2教学

2.平面问题的基本理论课程目标2毕业要求1-

3、12-

23.平面问题的直角坐标解答课程目标3毕业要求1・

3、12-

24.空间问题的基本理论课程目标4毕业要求1・

3、12-

25.简单应力状态下的弹塑性问题课程目标5毕业要求1-

3、12-

26.梁的弹塑性分析课程目标6毕业要求1-

3、12-2

三、教学内容及安排-理论教学内容32学时

1.绪论（2学时）

（1）基本要求通过介绍本课程主要教学内容、本课程的性质、任务与教学目标，使学生认识本课程在无机非金属材料工程专业中的地位和作用课程要求弹性力学平面问题的基本方程，弹性力学空间问题的基本理论和分析方法，为进一步研究工程结构物的振动、强度、稳定性等力学问题打下必要的理论基础；塑性力学问题的基本理论和简单塑性问题的分析方法，为能运用弹塑性力学理论解决工程实际问题打下基础，实现与毕业要求的相应目标值

（2）教学内容1）学习弹塑性理论的用途与目的，以及本课程与理论力学、材料力学之间的关系2）弹塑性理论的发展简介3）理解弹塑性力学的基本内容与基本方法4）理解弹塑性理论的基本概念与基本假定⑶重点重点弹塑性理论的基本概念与基本假定

2.平面问题基本理论（12课时）

（1）基本要求平面问题基本理论其中包括平面应力问题与平面应变问题概念、边界条件的写法、广义胡克定律的应用按位移、按应力、按应力函数求解平面问题需要满足那些方程与条件相容方程的由来及其三种表现形式

（2）教学内容平面应力问题与平面应变问题概念、平衡微分方程、平面一点应力状态、儿何方程、物理方程、边界条件及圣维南原理、按位移、按应力求解平面问题的、常体力下的相容方程⑶重点和难点重点平面问题基本方程、边界条件、圣维南原理、应力函数求解弹性力学问题难点边界条件、圣维南原理

3.平面问题直角坐标解答（6课时）⑴基本要求逆解法与半逆解法；能够运用逆解法与半逆解法求解简单弹性平面问题；进一步加强边界条件与圣维南原理的使用方法

（2）教学内容逆解法和半逆解法（1学时）；矩形梁的纯弯曲（1学时）；位移分量的求出（2学时）；简支梁受均布载荷（2学时）⑶重点和难点重点逆解法和半逆解法的求解过程；运用半逆解法给出矩形梁纯弯曲问题、简支梁受均布载荷问题的应力解答，使其精确满足主要应力边界条件、近似满足次要边界条件难点应力函数解法的综合应用、次要边界条件的写出

4.空间问题基本理论与基本解答（4课时）⑴基本要求空间问题的平衡微分方程、几何方程与物理方程认识按位移求解空间问题认识相容方程

（2）教学内容空间问题的平衡微分方程、一点应力状态空间问题的几何方程，物理方程⑶重点和难点重点空间问题的基本方程、一点应力状态难点一点应力状态

5.简单应力状态下的弹塑性问题（4课时）

（1）基本要求塑性变形的概念，理解材料塑性与脆性一维应力应变关系的简化模型塑性失稳、强化效应、弹性极限曲线、极限载荷曲线等塑性力学的基本概念

（2）教学内容材料在简单拉压时的实验结果（1学时）；应力应变关系的简化模型（1学时）；简单桁架的弹塑性分析（2学时）⑶重点和难点重点应力应变关系的简化模型；简单桁架的弹塑性分析难点简单桁架的弹塑性分析

6.梁的弹塑性分析（2课时）

（1）基本要求认识矩形梁的弹塑性分析；塑性钱的概念

（2）教学内容矩形截面梁的弹塑性纯弯曲；横向载荷作用下梁的弹塑性分析；强化材料矩形截面梁的弹塑性纯弯曲⑶重点和难点重点塑性较难点:塑性钱

7.课程回顾与复习2课时1基本要求理清本课程知识结构；认真复习，准备考试2教学内容课程回顾，强调重点；指出学习中存在的问题⑶重点和难点重点平面问题的基本理论；平面问题的直角坐标解答难点平面问题基本理论的推导；次要边界条件的写出

四、达成课程目标的途径和措施

1.教学方法本课程涉及到的教学方法有“讲授法”和“讨论法”，具体实施方法根据不同教学内容和目标，以及学生知识的能力，采取更合适的教学方法对于基本原理，基本方法、基本步骤等内容，授课以“讲授法为主，并在课堂上采取学生互相讨论或提问等互动方式在授课中会重点讲解部分典型例题、课后思考题或习题课，特别是讲解一些有代表性的习题，帮助学生所学知识每一堂课讲授结束后，均布置3-4道课后习题或思考题，要求下次课交作业并讲解作业面覆盖所讲内容的难点和重点，以便于学生对所学内容进行巩固和复习复习对于作业中发现的问题会，在每次课上课前及时向学生讲解

2.教学手段授课过程，充分利用采用现代化的教学手段，并采用“多媒体”与“板书”结合进行“多媒体”可将复杂的物体及受力分析完全展示，甚至可用动画形式展现一些难以用语言和板书表达的复杂物体受力过程“板书”可用于辅助表达一些分析方法、思路、解题过程与步骤等，两种方法可互为补充

3.多环节训练1作业2课堂表现3期末考试

五、课程综合记分方法课程考核由期末考试组成，内容须覆盖全部课程目标和毕业要求指标点期末考试成绩是通过闭卷考试的卷面成绩给出，考核内容覆盖课程所讲的弹性力学基本假设、平面问题的基本理论、平面问题的直角坐标解答、空间问题的基本理论、塑性变形的概念、应力应变关系的简化模型、塑性较等知识点按期末考试的标准答案和评分标准百分制评分对于作业与课堂表现，做以下要求13次不交作业或3次旷课者，不能参加课程期末考核

（2）每次作业必须在正式上课前交，迟交作业或作业不满足要求，均以零分计，每次作业按百分制评分

（3）案例分析讨论、知识点讨论、作业讨论等，课堂表现按百分制评分

（4）作业和课堂表现平均在60分以上才能参加期末考试为了确保考核试卷的信度和效度，必须针对教学目标、把握能力层次，进行试卷蓝图设计试卷蓝图设计课程目标把握能力层次（对应试题）目标分值百分比（％）理解熟悉应用15-10//////////101025-105-1010-1520-3520-3535-105-1015-2025-4025-404//////////5-105-105-1055-10//////////5-105-1060-5//////////0-50-5100

六、评估方法每学期课程结束后进行课程评估本课程采用基于课程目标（即预期学习成果）的评估方法，包括1）根据课程目标设计并实施相应的学习任务和学习活动；2）收集学习活动中各种学习成果的评估资料；3）分析和评估实际的学习成果，做出正确的判断4）写出反思和持续改进报告（包括评估过程、评估结果、教学反思和持续改进）课程目标1的评估设计学习成果学习任务、过程和观测理解弹塑性理论熟悉弹性力学基本方程的导出作业1习题2-5本概念及基本应用了哪些基本假设期末考试填空题预期学习成果细化的预期学习成果及实施准则预设的学习任务观测点课程目标2的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实施预设的学习任务观测点准则给出两类问题需满足的几何课堂举例期末考试:

1、平面应力与平面应变条件骸力条件问题的基本概念川、|

十、又〃月、1十期末考试填空题、问答题

2、平衡微分方程根据平衡条件导出平衡微分作业2习题2-

3、2-5方程，给出其适用条件期末考试——填空题、简答题一

3、一点应力状态主应力及应力主方向、最大作业3习题2-16最小应力----------------------------------------------------------期末考试计算题

4、几何方程、物理方程给出几何方程、物理方程及期末考试简答题其适用条件

5、边界条件、圣维南原认识边界条件的分类、根据作业4习题2-

9、2-10理受力状况给出应力边界条件、次要边界能够熟练运用期末考试填空题、简答题、圣维南原理计算题给出相容方程、应力函数表作业5习题2-

146、应力函数示的应力分量期末考试计算题课程目标3的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实预设的学习任务观测点施准则逆解法与半逆解法逆解法及半逆解法的求解作业6习题3-

5、3-

6.3-

8、3-9步骤；熟悉多项式解答对在口+七3_寸应的弹性力学问题；能够期末考试习题3-

8、3-9熟练运用半逆解法给出应问答题、计算题力分量表达式，并根据边界条件确定相应的待定系数课程目标4的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实预设的学习任务观测点施准则空间问题的平衡方给出平衡方程、几何方课堂作业考试填空题、简答题程、几何方程、物程、物理方程的表达式理方程课程目标5的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实预设的学习任务观测点施准则简单应力状态下的塑性变形的概念、应力应课堂作业考试填空题弹塑性问题变关系的简化模型课程目标6的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实预设的学习任务观测点施准则梁的弹塑性分析熟悉塑性钱的概念课堂作业考试题填空题课程目标7的评估设计学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果细化的预期学习成果及实预设的学习任务观测点施准则能针对个人或职业具备终身学习的知识基全部预设的学习发展需求，具备终础，具备自主学习的方法任务身学习的知识基和能力础，具备自主学习的方法和能力

七、课程目标达成评价与持续改进机制

1.课程评价课程评价周期定为每2年评价一次，评价小组由教学指导委员会和专业负责人组成评价小组依据毕业要求达成度目标值设置课程达成目标值，采用课程总评成绩分析法进行评价依据课程评价的结果，寻找问题，持续改进课程教学质量依据毕业要求达成度评价结果，持续改进课程体系

2.持续改进机制1建立持续改进制度1）成立本课程持续改进组2）由课程持续改进组组长负责组织执行并监督持续改进过程3）制定持续改进措施

（2）成立本课程持续改进组组长刘淑红组员郭树起，张存

（3）本课程持续改进措施根据各个考核环节的达成评价结果，寻找和分析学生的能力短板，进行课程持续改进，包括课程教学内容的改进、教学方法和手段的改进、考核方法的改进等。